前回は、水質汚濁物質の発生源と排水ルートについて、解説しました。今回は水質の汚濁状態を定量的に把握するための水質汚濁指標と、汚濁のメカニズムについて、説明します。
第2回「水質汚濁指標と汚濁メカニズム」を解説していきます。
1. 水質汚濁程度を表す水質指標
水質指標とは、水質の汚濁状態を定量的に把握するための指標のことをいいます。代表的な汚濁指標名と定義、意味づけ、測定法、留意事項などを示します。これらの指標の組み合わせにより、ある水域についての適切な水質を表示します。この指標の中の重要なものについて、環境基準や排出基準が設定されているわけです。なお、有害な重金属（カドミウム、水銀など）や有害な有機化合物（PCBやベンゼンなど）は、水質指標ではなく有害な化学物質そのものということです。詳しくは、連載第３回目で扱います。
有機性汚濁指標
有機性汚濁を表す指標としては、BOD（Biochemical Oxygen Demand）、COD（Chemical Oxygen Demand）、SS（Suspended Solids）などがよく知られています。
富栄養化指標
富栄養化とは、水中の栄養成分の量が徐々に増えていくことを意味します。その結果、水中の微生物（特に植物プランクトンが重要）の生態に大きく影響します。ちなみに、栄養成分の全く無い水は透明できれいですが、生物は生息できません。生命をはぐくむ水には、ある範囲の栄養成分が無くてはならないのです。「うわぁ、きれいな水」と思っても、それが直ちに良い環境というわけではありません。
富栄養化の原因となる物質指標には、窒素とりんがあります。三大栄養素の1つのカリウムは水中に豊富にあり、制限因子とはなりません。（参考：植物プランクトンの体組成は、元素の割合では有機体炭素が全体の38% 、窒素は8.6%、りんは0.65%程度。）
富栄養化の程度を表す指標は、植物プランクトンの量としてのクロロフィルa、透明度、pH（Potential Hydrogen）などの指標があります。
その他の水質障害指標
上記以外の指標には、富栄養化による障害指標（植物プランクトンが産生する生体毒性物質や異臭味物質：ジェオスミンやミクロシスチンなど）、汚染微生物指標（通常の塩素消毒によっては死滅しない菌：O157やクリプトスポリジウム）、水質指標生物と水質階級（特定の水質に生息する水生生物の存在量：ウズムシ類、サワガニ、ヒル類など）があります。”
2. 富栄養化の影響
富栄養化とは、水中の栄養成分の量が徐々に増えていくことを意味します。極貧栄養から富栄養、過栄養に達するまでの非常に長い時間（数万年から数百万年）の自然現象です。 しかし、近年の人間活動によって、特に湖沼やエスチャリー（Estuary：後で解説）で、栄養成分の水域への負荷が加速的に増大しました。栄養成分が過剰となり、植物プランクトンに代表される生物の異常増殖が起こっています。
富栄養化が進んだ湖沼水域での現象
植物プランクトンが異常増殖して、緑色、褐色となり、水面に広がる水の華と呼ばれる現象が起きます。赤褐色の場合は淡水赤潮と呼ばれています。湖面の美観を損ねたり、臭気を発したりします。浄水施設では殺菌のため塩素を添加します。ある種の有機物が反応して、発がん性の疑いがあるハロメタンが生成する場合もあります。
過度の富栄養化がもたらす被害の例
（a）赤潮や水の華の発生による水産業の被害：植物プランクトンにより、えらの詰まりが生じ魚類が死滅します。水生植物群落の減少により、産卵場と避難場所が減少し、魚類の生産性が低下します。
（b）湖沼水の異臭、微生物の分泌する悪臭による水道水への被害
（c）湖沼や内湾の環境の悪化：動物プランクトンの種類と現存量が減少します。夜間に植物プランクトンの光合成がないため酸素欠乏になり、動物プランクトンは、激減します。
（d）その動物プランクトンが死滅して水底に沈むと、腐って（有機物が酸化的分解をして）、水底の酸素を消費します。水底が酸素欠乏になり、底生生物の種類と現存量が減少します。
3. 水質汚濁メカニズム
4. 閉鎖性海域で出現する貧酸素水塊
5. 生態系モデルの開発
全9回で下記の内容を解説しています。
- 第1回 水質汚濁物質の発生源と排水ルート
- 第2回 水質汚濁指標と汚濁メカニズム
- 第3回 有害物質の種類と健康への影響
- 第4回 水質汚濁防止法とは？
- 第5回 排水処理プロセスの選び方
- 第6回 汚水処理技術の種類
- 第7回 生物処理法の種類
- 第8回 有害物質の処理技術
- 第9回 工場の排水処理の事例
